第一章土工试验及测试 由于土的力学性质的复杂多变,土工试验是土力学中的基本内容,试验土力学成为土力学的 个重要分支。另一方面,由于现场原状土的结构性,土工问题的诸多影响因素使现场原位测试和工 程原型监测成为工程实践中不可缺少的一部分 广义的土工试验包括室内试验、原位测试、模型试验和原位监测等;从内容上又可分为物理性 质试验、力学性质试验和水力学性质试验:也可以从宏观和微观不同尺度进行试验和测试。本章侧 重于土的力学性质试验。 土工试验的不可替代的作用表现在 1.只有通过试验才能揭示土作为一种碎散多相的地质材料的一般的和特有的力学性质。 2.只有对具体土样的试验,才能揭示不同类型、不同产地、不同状态土的不同力学性质,如: 非饱和土、区域性土、人工复合土等 3.试验是确定各种理论参数的基本手段。 4.试验是验证各种理论的正确性及实用性的主要手段 5.足尺试验、模型试验可以验证土力学理论与数值计算结果的合理性:也是认识和解决实际 工程问题的重要手段。 6.原位测试、原位监测直接为土木工程服务。同时是数值计算的反算和实现信息化施工的依 据 所以,土力学的研究和土工实践从来不能脱离土工实验工作,它是人们深入认识土的性状和发 展完善理论和计算方法的正确途径 1.1室内试验 1.1.1直剪试验、单剪试验和环剪试验 早期的土力学研究及解决与土有关的工程问题是将土的强度问题和变形问题分开考虑的。相应 的试验仪器是直剪仪和侧限压缩仪 直剪仪是土力学中最古老的仪器之一,200多年前,库仑( Coulomb)就用它进行土的强度试 验,建立了土强度的库仑公式。其示意图见图1.11(a)。其试验设备和原理十分简单:试样放在剪 切盒中,它在一水平面上被分为上、下盒,一半固定,另一半或推或拉以产生水平位移。上部通过 刚性加载帽施加正的竖向荷载P。试验过程中竖向荷载一般不变,可量测水平向剪切荷载、水平位 初始状态 破坏时 (a)仪器简图 (b)剪切面处土应力状态变化第一章 土工试验及测试 由于土的力学性质的复杂多变，土工试验是土力学中的基本内容，试验土力学成为土力学的一 个重要分支。另一方面，由于现场原状土的结构性，土工问题的诸多影响因素使现场原位测试和工 程原型监测成为工程实践中不可缺少的一部分。 广义的土工试验包括室内试验、原位测试、模型试验和原位监测等；从内容上又可分为物理性 质试验、力学性质试验和水力学性质试验；也可以从宏观和微观不同尺度进行试验和测试。本章侧 重于土的力学性质试验。 土工试验的不可替代的作用表现在： 1. 只有通过试验才能揭示土作为一种碎散多相的地质材料的一般的和特有的力学性质。 2. 只有对具体土样的试验，才能揭示不同类型、不同产地、不同状态土的不同力学性质，如： 非饱和土、区域性土、人工复合土等。 3. 试验是确定各种理论参数的基本手段。 4. 试验是验证各种理论的正确性及实用性的主要手段。 5. 足尺试验、模型试验可以验证土力学理论与数值计算结果的合理性；也是认识和解决实际 工程问题的重要手段。 6. 原位测试、原位监测直接为土木工程服务。同时是数值计算的反算和实现信息化施工的依 据。 所以，土力学的研究和土工实践从来不能脱离土工实验工作，它是人们深入认识土的性状和发 展完善理论和计算方法的正确途径。 1.1 室内试验 1.1.1 直剪试验、单剪试验和环剪试验 早期的土力学研究及解决与土有关的工程问题是将土的强度问题和变形问题分开考虑的。相应 的试验仪器是直剪仪和侧限压缩仪。 直剪仪是土力学中最古老的仪器之一，200 多年前，库仑（Coulomb）就用它进行土的强度试 验，建立了土强度的库仑公式。其示意图见图 1.1.1（a）。其试验设备和原理十分简单：试样放在剪 切盒中，它在一水平面上被分为上、下盒，一半固定，另一半或推或拉以产生水平位移。上部通过 刚性加载帽施加正的竖向荷载 P 。试验过程中竖向荷载一般不变，可量测水平向剪切荷载、水平位 （a）    仪器简图    （b）剪切面处土应力状态变化 图 1.1.1    直剪试验